ЗАСОБИ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ДИНАМІЧНОГО ДІАПАЗОНУ ВИМІРЮВАЛЬНОГО КАНАЛУ
DOI:
https://doi.org/10.24025/2306-4412.1.2021.230098Ключові слова:
прискорення, п’єзоелектричний акселерометр, аналого-цифровий перетворювач, відношення сигнал/шумАнотація
У статті розглянуто можливість розширення динамічного діапазону вимірювального каналу, в якому первинним перетворювачем є п’єзоелектричний акселерометр, який вимірює прискорення при проведенні динамічних (ударних) випробувань різних зразків техніки. Часто ударні випробування проводяться в умовах важкої відтворюваності умов експерименту, наприклад, вимірювання ударів і вібраційних впливів при піротехнічних вибухах, випробування
бортових систем спеціального призначення на витривалість, здатність витримувати руйнаціютощо, де внаслідок швидкоплинності вимірювальних процесів атенюатори автоматичного вибору діапазону вимірювання не встигають здійснити комутацію при перевищенні вхідним сигналом нормованої величини або ці перемикання ведуть, як наслідок, до комутаційних розри вів ланцюга, спотворення вимірюваного сигналу. Тому застосування атенюаторів в таких ви падках є недоцільним. Таким чином, необхідну величину динамічного діапазону вимірювального каналу потрібно забезпечити виключно схемними рішеннями. Другий чинник, який потребує забезпечити процес вимірювання прискорення, – це відношення сигнал/шум. Беручи до уваги, що при вимірюванні ударних впливів для забезпечення динамічного діапазону по прискоренню вибирають п’єзоелектричні акселерометри (генерують заряд) з чутливістю до 10 пК/мс2, наявність широкосмугових шумів буде суттєво спотворювати вимірюваний сигнал. Особливо це буде відбиватися при низьких рівнях амплітуди прискорення, під час загасання ударного імпульсу та виникнення перехідних процесів, які потребують дослідження.
Посилання
"Application Note AN-283: Sigma-Delta ADCs and DACs", Applications Reference Manual. Analog Devices, 1993, рp. 18-20.
J. C. Candy, and O. J. Benjamin, "The structure of quantization noise from sigma-delta modulation", IEEE Trans. Commun., vol. COM-29, pp. 1316-1323, 1981.
W. Kester, J. Bryant, and J. Buxton, "ADCs for signal conditioning", Practical Design Techniques for sensor signal conditioning, Analog Devices, 1999, pp. 8.1-8.39.
Martin J. W. Schubert, Delta sigma modulation. The art of oversampling, noise shaping and averaging. Electronic labor. Hochscule Regenburg University of Applied Sciences.
S. R. Norsworthy, and R. Schreier, "Deltasigma data converters: Theory, design and simulation", IEEE Press, 1996.
D. G. Zurich, Circuits and systems based on delta modulation: Linear, nonlinear and mixed mode processing (signals and communication technology). Springer, 2005.
V. I. Didenko, and A. V. Ivanov, "Metrological approach to the study of quantization noise of delta-sigma ADC", Izmeritelnaya tekhnika, no. 5, pp. 51-55, 2009 [in Russian].
V. I. Didenko, A. V. Ivanov, and A. S. Voronov, "Quantization noise of a delta-sigma analog-to-digital converter for different laws of variation of the input signal", Izmeritelnaya tekhnika, no. 4, pp. 57-61, 2013 [in Russian].
G. Lem, Analog and digital filters. Calculation and implementation. Moscow: Mir [in Russian].
V. M. Sharapov, M. P. Musienko, and E. V. Sharapova, Piezoelectric sensors. Moscow: Tekhnosfera, 2006 [in Russian].
E. K. Shakhov, "Delta-sigma-ADC: classification and mathematical models", Datchiki i sistemy, no. 12, pp. 69-76, 2006 [in Russian].
E. S. Ajfincher, and B. U. Dzhervis, Digital signal processing: A practical approach. Moscow: ID "Vilyams", 2004 [in Russian].
A. Makhlin, "Delta-sigma modulation: Back to the future", Komponenty i tekhnologii, no. 11, pp. 154-158, 2010 [in Russian].
B. Sklyar, Digital communication. Theoretical foundations and practical application, 2-nd ed. Moscow: ID "Vil`yams", 2003 [in Russian].
V. A. Pogribnoj, Delta modulation in digital signal processing. Moscow: Radio i svyaz, 1990 [in Russian].
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
URN
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Анатолій Леонтійович ПередеркоАвтори, які публікуються в цьому збірнику, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають збірнику право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License CC BY-NC, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи в цьому збірнику.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи в тому вигляді, в якому її опубліковано цим збірником (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати в складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи в цьому збірнику.
Політика збірника наукових праць дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
